煤的孔隙率是表征煤儲層瓦斯富集程度的重要指標,對煤層氣資源的開發(fā)至關(guān)重要。為了提高煤層氣的開采和利用,且更好地研究煤儲層的孔隙率。采用河南焦作古漢山礦原煤標準煤樣,將煤樣加工為平行于面割理、垂直于面割理和垂直于層理共3個方向,采用河南理工大學瓦斯地質(zhì)研究所自制煤儲層壓裂模擬及物性特征實驗系統(tǒng),對每組煤樣同步進行超聲波特征和應(yīng)力—應(yīng)變測試實驗,將所測得的品質(zhì)因子、孔隙率和軸壓進行兩兩擬合,并對其結(jié)果進行討論。結(jié)果表明:在保持圍壓不變的情況下,煤樣的孔隙率隨軸壓的增大呈線性趨勢減小,并且不同方向的孔隙率壓力影響系數(shù)表現(xiàn)出明顯的各向異性;超聲波在煤樣中傳播時,品質(zhì)因子隨軸壓的增大而增大,且能量衰減有明顯的層理效應(yīng);隨著加載過程中軸壓的增大,品質(zhì)因子與孔隙率滿足較好的線性關(guān)系,為利用縱波品質(zhì)因子預(yù)測煤層的孔隙率提供了有效依據(jù)。 

【文章來源】：天然氣地球科學. 2020,31(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

煤體割理系統(tǒng)[17]

經(jīng)過鉆取后的煤塊[17]

式中：A為歸一化后的孔隙度的壓力影響系數(shù)，A=A′/φ0,MPa-1。如下圖3(a）所示是對圍壓為1 MPa下的X、Y、Z 3個方向孔隙率隨軸壓的變化進行的線性擬合的結(jié)果，R2為相關(guān)系數(shù)，可以看出孔隙率隨軸壓的增大表現(xiàn)出很好的線性下降趨勢；圖3(b）是圍壓為3 MPa、5 MPa、7 MPa時的X、Y、Z 3個方向孔隙率隨軸壓的變化情況。式（4）可以表示孔隙度隨軸壓的變化規(guī)律。將3種圍壓條件下煤樣各個方向的孔隙率隨軸壓的變化按式（4）進行擬合，結(jié)果見表2。從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，相同圍壓、不同方向的孔隙率壓力影響系數(shù)A表現(xiàn)出明顯的各向異性，圍壓相同的一組煤樣的X、Y、Z 3個方向中，Z方向的孔隙率壓力影響系數(shù)A遠大于X、Y 2個方向，原因在于Z為垂直于煤樣層理的方向，煤樣在該方向的孔、裂隙明顯多于其余2個方向，當對煤樣施加一定壓力時，Z方向的孔、裂隙便表現(xiàn)出更明顯的閉合趨勢。對于X、Y 2個方向而言，均為平行于層理方向，而面割理比端割理表現(xiàn)出更好的連續(xù)性，故Y方向的孔隙率壓力影響系數(shù)A略高于X方向。3 品質(zhì)因子隨壓力的變化規(guī)律

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2971210